Способ автоматического регулирования теплового режима колосникового холодильника

 

О HAP !..4 . йИ, щ - ., Г", g = "1662790

Союз Советских

Социалистииеских

Республик

О П ИC-АНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЮТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 18.04.77 (21) 2475904/29-33 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. К .

F 27 D 19/00

С 04 В 7/44

Государственный кеметет

СССР пе делам изебретеиий и открытей

Опубликовано 15.05.79. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 25.05.79 (53) УДК 697.971 (088.8) (72) Авторы изобретения

С. Н. Вейнгер, А. Д. Кацман и В. К. Савчков

Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М. И. Калинина (71) Заявитель (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОВОГО

РЕЖИМА КОЛОСНИКОВОГО ХОЛОДИЛЬНИКА

Изобретение относится к производству строительных и других материалов во вращающихся печах с колосниковыми холодильниками, например, в цементной промышленности.

Известен способ автоматического регулирования процесса охлаждения клинкера в колосниковом холодильнике, например, при производстве цементного клинкера (1).

Недостатком данного способа является управление изменением числа ходов колосниковой решетки без учета ограничений конструктивных и технологических, свойственных колосниковым холодильникам, что

/ приводит к низкой эффективности или неработоспособности.

Известен другой способ автоматического регулирования теплового режима колосникового холодильника, работающего совместно с вращающейся печью, включающий измерение температуры и числа ходов решетки, расхода общего воздуха, определение отношения давления на решетке к расходу общего воздуха, изменение числа ходов колосниковой решетки и положения направляющих аппаратов общего воздуха и регулирование давления над решеткой изменением положения шибера аспирационного воздуха (2).

Этот способ ближе к предложенному изобретению. Он включает в себя стабилизацию давления над решеткой изменением положения шибера аспирационного воздуха, стабилизацию температуры колосниковой решет ки изменением положения направляющих аппаратов общего воздуха и стабилизацию отношения перепада давления на решетке и расходу общего дутья изменением числа ходов решетки.

Однако этот способ обладает рядом недостатков. Одним из основных назначений колосниковых холодильников является максимизация теплосъема и для достижения этой цели рационально минимизировать число ходов колосниковой решетки. Известный способ стабилизации температуры решетки изменением положения направляющих аппаратов общего воздуха, осуществляемый совместно с изменением числа ходов решетки не обеспечивает максимизации возврата тепла в печь. Например, если из вращающейся печи на решетку холодильника поступает

662790

2$

40

so

= Клйнкер мелкого гранулометрического состава. то температура решетки возрастает из-за увеличения поверхности теплообмена. Одновременно, вследствие малого размера гранул, увеличивается скорость охлаждения клинкера. В этом случае максимальный теплосъем может быть обеспечен при меньшем расходе воздуха и вследствйе возрастания температуры решетки произойдет увеличение подачи воздуха, что в свою очередь приводит к снижению температуры воздуха, подаваемого в печь, т. е. к снижению расхода тепла, возвращаемого в печь. Другим недостатком управления по известному способу является произвольное (неуправляемое) изменение

- " температуры клинкера на выходе холодильника. Это приводит к появлению горячего клинкера на выходе холодильника и как следствие к снижению эффективности работы холодильника, дополнительному износу клинкерных транспортеров и нарушению технологии складирования и помола клинкера.

Кроме того, недостатком управления по известному способу, является снижение эффективности работы холодильника из-за того, что способ не обеспечивает защиты от перегрузки механизма привода колосниковой решетки холодильника. Например, при возрастании крупности клинкера, выходяшего из печи, увеличивается сопротивление материала переталкиванию его колосниками решетки холодильника. При этом происходит увеличение тока нагрузки приводных двигателей решетки. Одновременно уменьшается давление воздуха под решеткой и, следовательно, уменьшается отношение перепада давления на решетке к расходу общего дутья "характеризующее аэродинамическое сопротивление слоя. По известному способу управления в этом случае произойдет уменьшение числа ходов решетки, что в свою очередь приведет к увеличению толщины слоя и дальнейшему росту тока нагрузки приводного двигателя решетки. Это возрастание тока может происходить вплоть до остановки решетки или аварийного отключейия приводного двйгателя решетки из-за перегрузки.

Цель изобретения — повышение эффективности работя колосникового холодильника.

Это достигается тем, что в способе ав= томатического регулирования теплового ре>кима колосникового холодильника, работающего совместно с вращающейся печью, включающим измерение температуры и числа ходов решеткй, расхода общего воздуха, определение отношения давления на решетке к расходу общего воздуха, изменение числа ходов колосниковой решетки и положения направляющих аппаратов общего воздуха и регулирование давления над решеткой изменением положения шибера аспирационноТб"воздуха, дополнительно измеряют ток нагрузки двигателя решетки и температуру " клинкера на выходе холодильника, определяют разности между температурой решетки, током нагрузки двигателя решетки и отношением давления на решетке " расходу общего воздуха и соответствующими им допустимыми значениями, определяют .-,о статическим зависимостям для каждой из полученных разностей величину необходимого изменения числа ходов решетки и выбирают из полученных величин наибольшую, причем изменение числа ходов колосниковой решетки осуществляют на выбранную величину, а изменение положения направляющих аппаратов общего воздуха осуществляют до достижения температурой клинкера на выходе холодильника заданного значения.

Одним из источников повышения эффективности работы холодильника при управлении по предлагаемому способу является управление положением направляющих аппаратов общего воздуха в зависимости от температуры клинкера на выхоле холодильника или от коррелированных с ней величин: температуры аспирационного воздуха, или температуры решетки в «холодной» части холодильника. При этом благодаря стабилизации температуры клинкера на выходе холодильника улучшаются условия работы те.. нологического оборудования и уменьшаются потери тепла из холодильника.

Другим источником увеличения эффективности управления холодильником по предлагаемому способу является осуществление его работы при минимально допустимом числе ходов решетки. При уменьшении числа ходов решетки (и) у величивается возврат тепла в печь с воздухом из хололильника.

Уменьшение числа холов решетки ограничено тем, что при этом возрастает температура решетки (Т), ток нагрузки двигателей привода решетки (J), а также сопротивление слоя, косвенной характеристикой которого может служить отношение лавления под решеткой, несу;цественно отличающееся от перепада давления на решетке. к расходу общего воздуха (). Для кажлого холодильника существуют лопустимые значения этих величин, при превышении которых происходит соответственно прогар колосников решетки, выход из строя электродвигателей привода решеток и недопустимые изменения теплообмена и направления возлушных потоков на решетке.

В различные моменты времени в зависимости от хода процесса охлаждения и состояния оборудования холодильника любая из указанных величин может достигать своих предельных значений. Для пояснения сущности способа на рис. 1 приведена область допустимых режимов работы холодильника, когда определяющими являются величины

T и 9. По осям координат на рис. отложены величины Т и 3 с указанием их допустимых значений (Т, 3 }. Прямые Т, J ог-раничива:oT ооласть. 1!х зйа Iånnя находятся экспериментально лля конкретного холо1

662790

5 дильника. Линия АВ на рис. 1 изображает зависимость между изменением T и 3 при изменении и, причем стрелкой указано направление увеличения числа ходов решетки.

Уменьшение п в этом случае ограничено выходом на ограничение по Э. При изменении неконтролируемых параметров, например, температуры клинкера на входе в холодильник, размера гранул и т.д. положение линии АВ будет изменяться и может принять, например, положение А В . В последнем случае уменьшение п приводит к выходу íà ограничение поТ. Чтобы найти минимальное число ходов решетки, обеспечивающее мак симальный возврат тепла в печь, и не допустить выхода Т или J за область допустимых значений в соответствии с предложенным способом. измеряют значения T и J; определяют их расстояние от соответствующих границ Э,Т . Расстояние от границ позволяет определить необходимое для выхода на соответствующую границу изменения числа ходов решетки с помощью экспериментальных статических зависимостей.

Ь n(T) = f> (7 — т )

Ьn(J) = 4(5 — 3 )

Примерный вид их изображен на рис. 2.

Там же изображена и зависимость:

Ь (— ) =4(— — — ) )

Вблизи нормального режима работы холодильника эти зависимости можно рассматривать, как линейные, причем угол их наклона мало изменяется. Если для рассматривае- >0 мого случая Ь n(J) )Ь п(г), то устанавливается число ходов, равное п + Ь п(Э).

При Ь n(3) < О это соответствует наиболее безопасному шагу уменьшения п, а при

Ьп(3) )0 это соответствует максимальному шагу, обеспечивающему возвращение в область допустимых значений всех переменных.

Из двух величин Ь и выбор наибольшей обеспечивает стабилизацию одной из переменных на границе области допустимых значе- 4о ний, при условии, что другая переменная не выходит из этой области. Аналогичные рассуждения по нахождению минимально допустимого п могут быть произведены в случае трех величин Т, 3, (G ), ограни- 4 а а P чивающих диапазон изменения числа ходов решетки. Способ осуществляется следующим образом.

Стабилизируют давление над решеткой холодильника изменением положения шибера аспирационного воздуха. Пусть число ходов решетки определяется в данный момент током нагрузки двигателя решетки, значение которого находится на границе J, а

Т< (< () . При этомйп(Э) =

== О, а Ь n(T) < О и Ьп(р ) < О. Предположим, что из печи стал поступать клинкер с более высокой температурой, но с тем же расходом и гранулометрическим составом.

При этом не изменится ток нагрузки двигателя решетки J и отношение давления под решеткой к расходу общего воздуха —, а

9 температура T возрастет.

Определяют разности 3 — 3, T — T и — — (— ) по экспериментальным статичес5 G ким зависимостям, вид которых изображен на рис. 2, определяют

Ьп(3), Ьп(т), Ьп()

Если T стало больше Г, то Ь п(Т) )О, а

ЬnP) =О и Ьп() <О. При этом согласно способу выбираем из Ь п наибольшее, которым теперь является 5 n(T).

Изменяется текущее значение числа ходов решетки и п на Ь п (Т) и поддерживается полученная величина. При этом значение а теперь находится на границе Т, à J (3, р < () Если в дальнейшем произошло

G G увеличение расхода клинкера в холодильник, то возрастут Т, 3 и †. В соответствии

P с предложенным способм определяютТ вЂ” T, J — J G — (— "), по которым также, как указывалось вйше,находят Ь п(Т), Ь п(3), Ь и(). Предположим, что оказалось

Ь и (+) )Ь п (T), Ь n(3) < О. Тогда Ь и (G )— наибольшее. Изменяется текущая величина числа ходов на величину Ьn(-+) и поддерPÐ живается полученное значение. При этом увеличение числа ходов решетки приведет к тому, что — — станет равным (— ), à J (J, р р а а

Г < Т . Таким образом, при управлении по предлагаемому способу обеспечивается такое изменение числа ходов решетки, что хотя бы одна из величин Т, J, — находится

Р на границе области допустимых значений, что обеспечивает максимальный возврат тепла с воздухом в печь.

Управление числом ходов решетки, а также возмущения, возникающие в процессе охлаждения, приводят к изменению температуры клинкера на выходе холодильника.

Стабилизация температуры клинкера на выходе холодильника осуществляется путем такого изменения положения направляющих аппаратов общего воздуха, чтобы изменение подачи воздуха в холодильник было пропорционально изменению температуры клинкера на выходе холодильника. Таким образом, управление обеспечивает в каждый момент времени наибольший возврат с воздухом в печь при удовлетворении конструктивных и технологических ограничений, т. е. повышается эффективность работы холодильника.

Формула изобретения

Способ автоматического регулирования теплового режима колосникового холодильника, работающего совместно с вращающей662790

Уаг. 1 юг. 2

Ц Н И И П И Заказ 2678/42 Тираж 695 Подписное

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ся печью,. включающий измерение температуры и числа ходов решетки, расхода общего воздуха, определение отношения давления на решетке к расходу общего воздуха, изменение числа ходов колосниковой решетки и положения направляющих аппаратов общего воздуха и регулирование давление над решеткой изменением положения шибера аспирационного воздуха, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы колосникового холодильника, допол нительно измеряют ток нагрузки двигателя решетки и температуру клинкера на выходе холодильника, определяют разности между температурой решетки, током нагрузки двигателя решетки и отношением давления на решетке к расходу общего воздуха и соответствующими им допустимыми значениями, определяют по статическим зависимостям для каждой из полученных разностей величину необходимого изменения числа ходов решетки и выбирают из полученных величин наибольшую, причем изменение числа ходов колосниковой решетки осуществляют на

S выбранную величину, а изменение положения направляющих аппаратов общего воз духа осуществляют до достижения температурой клинкера на выходе холодильника заданного значения.

4О

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 259093, кл. F 27 D 19(70, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР № 193336, кл. F 27 D 19/00, 1959.